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LGWL-NY02型 物聯網農業(yè)教學實訓系統(tǒng)
一、產品簡介
LGWL-NY02型 物聯網農業(yè)教學實訓系統(tǒng)是農業(yè)物聯網的典型應用，系統(tǒng)結合ZigBee無線組網技術、傳感器技術、RFID技術、嵌入式系統(tǒng)控制技術、條碼識別技術、網絡TCP/IP技術、移動通訊技術等物聯網關鍵技術，全面監(jiān)測農業(yè)生產過程中空氣溫濕度、土壤水分、溫濕度、光照、CO2、氣象等與農作物生產息息相關的參量，快捷組建現場監(jiān)測控制系統(tǒng)無線傳感網絡，可方便的進行現場和遠程顯示監(jiān)測、并聯動控制遮陽簾、通風、噴淋等設施，生動有效的展現和實施農業(yè)生產的信息化與現代化。
二、產品特點
1、強大的通訊節(jié)點
系統(tǒng)配套的ZigBee無線通訊節(jié)點，采用工業(yè)級接口設計，可安裝外殼，支持電池供電，并直接提供傳感器電源，可內置多種獨立傳感器，板載繼電器開關、液晶顯示器、模擬電壓檢測、模擬電流檢測、Modbus工業(yè)現場總線接口，可外接多種工業(yè)級傳感器，該節(jié)點即是一款功能完備的教學開發(fā)系統(tǒng)，亦可滿足一定的產品和項目硬件需求。
2、工業(yè)級真實傳感器
系統(tǒng)采用的傳感器全部為農業(yè)行業(yè)專用的真實設備，具有防護外殼，采用標準通訊接口。具有精度、線性度高，使用壽命長等特點，可廣泛應用于環(huán)境質量實時監(jiān)控，工業(yè)過程及安全防護監(jiān)控，農業(yè)、畜牧業(yè)生產過程監(jiān)控。
3、靈活豐富的控制軟件
系統(tǒng)配套帶顯示設備的觸控網關，提供本地網關監(jiān)控軟件，也可通過網關的相關服務接口，使用遠程設備進行系統(tǒng)的監(jiān)控，包括移動手持設備的客戶端Android軟件、Web瀏覽器訪問，手機中文短信息交互等功能。系統(tǒng)開放全部源碼及中間件接口，方便教學及二次開發(fā)。
三、系統(tǒng)構成
物聯網農業(yè)教學實訓系統(tǒng)主要由仿真沙盤、智能網關、傳感器、執(zhí)行器四部分構成。
1、仿真沙盤，包括溫室大棚培育單元、澆灌單元、遮陽卷簾單元、食品運輸加工單元等模擬場景。
2、智能網關，采用高性能低功耗的Cortex-A8處理器，運行嵌入式系統(tǒng)，提供系統(tǒng)服務程序，可支持遠程網絡WEB訪問或客戶端軟件。
3、傳感器節(jié)點，包含溫度、濕度、光照度、土壤水分、二氧化碳、大氣壓力、雨雪、風速傳感器、視頻攝像機。
4、執(zhí)行器節(jié)點，包含電動遮陽簾、電動水泵、電子加熱器、植物生長燈、換氣風扇、聲光報警、語音播放器、LED信息顯示器、太陽能供電系統(tǒng)。
四、系統(tǒng)功能
1、實時監(jiān)測功能
通過傳感設備實時采集溫室內的空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳、土壤水分、棚外光照度、大氣壓力、雨雪天氣、風速等氣象環(huán)境數據，將數據通過無線傳感網絡傳輸給網關服務管理平臺進行動態(tài)顯示和分析處理，以直觀的圖表和曲線的方式顯示，并提供各種聲光報警信息和短信報警信息。
2、聯動調控功能
系統(tǒng)會根據檢測到的傳感器信息情況自動調節(jié)和控制。
（1）根據光照度，自動控制電動遮陽簾和植物生長燈的打開和關閉；
（2）根據CO2濃度，自動控制風扇換氣；
（3）根據溫濕度閥值，自動開啟加熱器；
（4）根據土壤水分數據，自動進行澆灌；
3、圖像與視頻監(jiān)控功能
系統(tǒng)提供視頻本地與遠程監(jiān)控功能，直觀地反映農作物生產的實時狀態(tài)，病蟲害監(jiān)測，引入視頻圖像處理，既可直觀反映作物的生長長勢，也可以側面反映作物生長的整體狀態(tài)及營養(yǎng)水平。可以從整體上提供更加科學的種植決策理論依據。
4、數據查詢與警告功能
系統(tǒng)可以實時查詢溫室內的各項環(huán)境參數、歷史溫濕度曲線、歷史機電設備操作記錄、歷史照片等信息，便于尋找農作物生長環(huán)境規(guī)律，做出正確的農業(yè)生產決策。警告功能可預先設定適合農作物生長條件的傳感器上限值和下限值，當某個數據超出限值時，系統(tǒng)提示警告信息及遠程通知。
5、遠程訪問與控制功能
系統(tǒng)通過網關系統(tǒng)服務軟件，可通過手機、電腦訪問服務器，遠程實時監(jiān)控系統(tǒng)環(huán)境信息及查詢數據。
五、軟件資源
1、部分本地控制界面：
2、部分Andriod界面：
3、部分實訓實驗圖片：
六、硬件配件參數
七、實驗項目
LGWL-NY02型 物聯網農業(yè)教學實訓系統(tǒng)是農業(yè)物聯網的典型應用，系統(tǒng)結合ZigBee無線組網技術、傳感器技術、RFID技術、嵌入式系統(tǒng)控制技術、條碼識別技術、網絡TCP/IP技術、移動通訊技術等物聯網關鍵技術，全面監(jiān)測農業(yè)生產過程中空氣溫濕度、土壤水分、溫濕度、光照、CO2、氣象等與農作物生產息息相關的參量，快捷組建現場監(jiān)測控制系統(tǒng)無線傳感網絡，可方便的進行現場和遠程顯示監(jiān)測、并聯動控制遮陽簾、通風、噴淋等設施，生動有效的展現和實施農業(yè)生產的信息化與現代化。
1、強大的通訊節(jié)點
系統(tǒng)配套的ZigBee無線通訊節(jié)點，采用工業(yè)級接口設計，可安裝外殼，支持電池供電，并直接提供傳感器電源，可內置多種獨立傳感器，板載繼電器開關、液晶顯示器、模擬電壓檢測、模擬電流檢測、Modbus工業(yè)現場總線接口，可外接多種工業(yè)級傳感器，該節(jié)點即是一款功能完備的教學開發(fā)系統(tǒng)，亦可滿足一定的產品和項目硬件需求。
2、工業(yè)級真實傳感器
系統(tǒng)采用的傳感器全部為農業(yè)行業(yè)專用的真實設備，具有防護外殼，采用標準通訊接口。具有精度、線性度高，使用壽命長等特點，可廣泛應用于環(huán)境質量實時監(jiān)控，工業(yè)過程及安全防護監(jiān)控，農業(yè)、畜牧業(yè)生產過程監(jiān)控。
3、靈活豐富的控制軟件
系統(tǒng)配套帶顯示設備的觸控網關，提供本地網關監(jiān)控軟件，也可通過網關的相關服務接口，使用遠程設備進行系統(tǒng)的監(jiān)控，包括移動手持設備的客戶端Android軟件、Web瀏覽器訪問，手機中文短信息交互等功能。系統(tǒng)開放全部源碼及中間件接口，方便教學及二次開發(fā)。
三、系統(tǒng)構成
物聯網農業(yè)教學實訓系統(tǒng)主要由仿真沙盤、智能網關、傳感器、執(zhí)行器四部分構成。
1、仿真沙盤，包括溫室大棚培育單元、澆灌單元、遮陽卷簾單元、食品運輸加工單元等模擬場景。
2、智能網關，采用高性能低功耗的Cortex-A8處理器，運行嵌入式系統(tǒng)，提供系統(tǒng)服務程序，可支持遠程網絡WEB訪問或客戶端軟件。
3、傳感器節(jié)點，包含溫度、濕度、光照度、土壤水分、二氧化碳、大氣壓力、雨雪、風速傳感器、視頻攝像機。
4、執(zhí)行器節(jié)點，包含電動遮陽簾、電動水泵、電子加熱器、植物生長燈、換氣風扇、聲光報警、語音播放器、LED信息顯示器、太陽能供電系統(tǒng)。
四、系統(tǒng)功能
1、實時監(jiān)測功能
通過傳感設備實時采集溫室內的空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳、土壤水分、棚外光照度、大氣壓力、雨雪天氣、風速等氣象環(huán)境數據，將數據通過無線傳感網絡傳輸給網關服務管理平臺進行動態(tài)顯示和分析處理，以直觀的圖表和曲線的方式顯示，并提供各種聲光報警信息和短信報警信息。
2、聯動調控功能
系統(tǒng)會根據檢測到的傳感器信息情況自動調節(jié)和控制。
（1）根據光照度，自動控制電動遮陽簾和植物生長燈的打開和關閉；
（2）根據CO2濃度，自動控制風扇換氣；
（3）根據溫濕度閥值，自動開啟加熱器；
（4）根據土壤水分數據，自動進行澆灌；
3、圖像與視頻監(jiān)控功能
系統(tǒng)提供視頻本地與遠程監(jiān)控功能，直觀地反映農作物生產的實時狀態(tài)，病蟲害監(jiān)測，引入視頻圖像處理，既可直觀反映作物的生長長勢，也可以側面反映作物生長的整體狀態(tài)及營養(yǎng)水平。可以從整體上提供更加科學的種植決策理論依據。
4、數據查詢與警告功能
系統(tǒng)可以實時查詢溫室內的各項環(huán)境參數、歷史溫濕度曲線、歷史機電設備操作記錄、歷史照片等信息，便于尋找農作物生長環(huán)境規(guī)律，做出正確的農業(yè)生產決策。警告功能可預先設定適合農作物生長條件的傳感器上限值和下限值，當某個數據超出限值時，系統(tǒng)提示警告信息及遠程通知。
5、遠程訪問與控制功能
系統(tǒng)通過網關系統(tǒng)服務軟件，可通過手機、電腦訪問服務器，遠程實時監(jiān)控系統(tǒng)環(huán)境信息及查詢數據。
五、軟件資源
1、部分本地控制界面：
| 名稱 | 參數 | 數量 |
| 智能網關控制器 |
CPU處理器：Samsung S5PV210,Cortex-A8,主頻為1GHz DDR2內存： 1GB NAND FLASH：1GB LCD液晶和觸摸屏：7寸TFT LCD，高精度電阻式觸摸屏，支持校準，預留電容屏接口 通訊接口：GPRS\3G\ZigBee\IEEE802.11\以太網口\UART\CAN\RS485 音視頻接口：HDMI1.4\AV-IN\TV-OUT\立體聲音頻輸入輸出\MIC 存儲接口：SD卡\USB |
1個 |
| 無線路由 |
品牌：TP-Link/普聯技術 TP-Link型號：TL-WR842N 路由器類型：無線 無線傳輸速度：300M 有線傳輸率：10/100Mbps 無線傳輸速率：300Mbps 網絡標準：802.11b802.11g802.11n 無線網絡支持頻率：2.4G 內置防火墻：是 WDS：支持 WPS：支持 無線天線：不可拆 |
1個 |
| 無線通訊模塊 |
處理器：CC2530，內置增強型8位51單片機和RF收發(fā)器，符合IEEE802.15.4/ZigBee標準規(guī)范，頻段范圍2045M-2483.5M。 存儲：256KB閃存和8KB RAM 板載接口：內置1路AC 250V/10A繼電器，可實現現場電氣設備控制；1路模擬電壓、1路模擬電流采集接口，支持其它模擬、數字信號外置傳感器；1路Modbus工業(yè)現場總線接口；1.3寸液晶屏；蜂鳴器；USB轉串口；ISP下載口；內置傳感器接口；外接傳感器電源輸出口；板載PCB天線與SMA座外接天線可選； 通訊距離：>70m 支持供電方式：AA電池、工業(yè)蓄電池、太陽能電池、220v電源適配器 外殼：密封ABS朔料外殼封裝 |
20個 |
| 光照度傳感器 |
供電電壓：12V DC 感光體：帶濾光片的硅藍光伏探測器 波長測量范圍：380nm～730nm 準確度：±7％ 重復測試：±5% 溫度特性：±0.5%/℃ 測量范圍：0～200000Lux 輸出形式：模擬量 0-5V 使用環(huán)境：0℃～70℃、0%RH～70%RH； 大氣壓力：80～110kPa |
1個 |
| 風速傳感器 |
供電電壓：DC 12V 輸出形式：模擬量 0-5V 響應時間：＜2S 傳輸距離：＞1㎞ 測量范圍：0 ~50M/S 測量精度：± 3% 啟動風速：＜0.8M/S 環(huán)境溫度：-40~85℃（常用） |
1個 |
| 溫濕度傳感器 |
供電電壓：DC 12V，電流< 10mA 測量范圍：溫度：-20℃~70℃；濕度：0～100%rh 測量精度：溫度：±0.5℃；濕度：±4.5%rh 顯示分辨率：溫度：0.1℃；濕度：0.1％RH 接口類型：模擬量 0-5V |
1個 |
| 二氧化碳傳感器 |
供電電壓：12V DC 量程：0 ~ 5000ppm 精度：±3% ppm讀數 (0~3000ppm) @10 ~50℃ 分辨率：1ppm 響應時間：小于5分鐘 數據更新時間：每2秒 預熱時間 @25℃：小于5分鐘 操作環(huán)境溫度：0 ~50℃, 0 ~ 95%RH（非凝露） 保存溫度：-40℃ ~70℃ 輸出：模擬量 0-5V 功耗：Peak 150mA, Low 25mA (@5VDC) |
1個 |
| 土壤水分傳感器 |
工作電壓：12V DC 工作電流：30mA 測量參數：土壤容積含水率 測量單位：%( m3/m3) 測量量程：0～100% 測量精度：0～50%（m3/m3）范圍內為±2%（m3/m3） 工作范圍：-30℃～70℃ 輸出信號：模擬量 0-5V 穩(wěn)定時間：通電后1秒 響應時間：＜1秒 |
1個 |
| 大氣壓力傳感器 |
工作電壓：12V DC 量程范圍：0～100,110,120Kpa 信號輸出：4～20mA 供電范圍：12～36VDC 測量精度：≤ 0.2％F.S 使用溫度：- 40℃～80℃ 負載(Ω)：≤(U-7.5V)/0.02 響應時間：≤ 1ms 測量介質：空氣 |
1個 |
| 雨雪傳感器 |
工作電壓：12V DC 測量范圍：雨、雪有無查詢 輸出形式：開關量（一組常開/一組常閉） 負載能力：(觸電容量)1A/ 24VDC；1A /120VAC 工作環(huán)境：溫度-40℃～50℃ 濕度≤100%RH 外殼防護等級：IP45 |
1個 |
| 植物生長燈 |
工作電壓：12V DC 功率：5w 透鏡角度：90-120 波長：藍光455-465nm 環(huán)境溫度：<60° |
1個 |
| 空氣加熱器 |
工作電壓：12V DC 額定功率：200W 材質：PTC絕緣型空氣加熱 壽命：3年內功率衰減<10% |
1個 |
| 換氣風扇 |
工作電壓：DC 12V 轉速：3000(R/min) 風量：9.23/13.96(CFM) 噪音：26/30(dB-A) 框架：注塑一次成型,PBT+30%玻線+VO級阻燃劑 風葉：注塑一次成型,PBT+30%玻線+VO級阻燃劑 軸承：采用高精度、長壽命低噪音滾珠軸承 絕緣電阻：500兆歐以上; 電壓范圍：額定電壓+15% 使用環(huán)境溫度(℃)：－20℃～75℃ B:(滾珠軸承) 壽命：60000(小時) |
1個 |
| 電動遮陽簾 |
工作電壓：太陽能 窗型：天棚簾 尺寸：100x80cm 控制方式：電動 布藝簾材質：布簾 遮光功能：裝飾、全遮光 通訊接口：無線遙控 |
1套 |
| 電動水泵 |
額定電壓：DC 12V 使用電壓：DC5V～DC12V 工作電流：1050Ma±10% 揚程：4米±10% 流量：550L/H±10% 噪聲：（35dB0.5M以內） 流體溫度范圍：0度到65度, 連續(xù)使用壽命：20000小時以上 防水等級為：IP68 |
1套 |
| 聲光報警器 |
工作電壓：DC 12V 功率：10W 喇叭分貝：90DB 外殼：具有良好的防塵、防水性能。 顏色：紅色 |
1個 |
| 云臺攝像機 |
工作電壓：DC12V，*大工作電流500mA。 *大水平轉角：0-355° *小水平轉角：0-20° 垂直轉角：0°—90° 通訊接口：RS485\WIFI 轉速：水平約12°/S，垂直約10°-30°/S（可選） *大載荷：0.5KG 基本功能：上、下、左、右、自動旋轉 紅外距離：0―20米 |
1個 |
| LED信息顯示器 |
工作電壓：DC 5V 顯示器：點陣LED 分辨率：16x64，支持漢字、圖片 級聯：支持級聯 |
1個 |
| 語音播報器 |
工作電壓：DC 5V 語音：電子語音合成 通訊接口：UART |
1個 |
| 太陽能供電系統(tǒng) |
太陽能電池板：18V/8W 尺寸：232x342x8mm 電源箱：4000mA鉛酸電池 系統(tǒng)輸出：5-12V 太陽光充電時間：8-10小時(冬季更長) 適配器充電時間：4-5小時 |
1套 |
